Danfoss FC 302, FC 301 Design guide [sv]

MAKING MODERN LIVING POSSIBLE

Design Guide

VLT® AutomationDrive FC 301/302

0,25–75 kW

www.danfoss.com/drives

Innehåll	Design Guide

Innehåll

1 Inledning	8
1.1 Syftet med Design Guide	8
1.2 Ytterligare dokumentation	8
1.3 Förkortningar, symboler och konventioner	8
1.4 Definitioner	9
1.5 Dokumentoch programversion	10
1.6 Överensstämmelse med föreskrifter	10
1.6.1 CE-märkning	10
1.6.1.1 Lågspänningsdirektivet	10
1.6.1.2 EMC-direktivet	10
1.6.1.3 Maskindirektivet	11
1.6.2 Uppfyller UL	11
1.6.3 Uppfyller C-tick	11
1.6.4 Uppfyller Marine	11
1.7 Instruktion för avfallshantering	11
1.8 Säkerhet	11
2 Säkerhet	12
2.1 Säkerhetssymboler	12
2.2 Behörig personal	12
2.3 Säkerhetsåtgärder	12
3 Grundläggande driftprinciper	14
3.1 Allmänt	14
3.2 Driftsbeskrivning	14
3.3 Driftsekvens	14
3.3.1 Likriktardelen	14
3.3.2 Mellanliggande del	14
3.3.3 Växelriktardel	14
3.3.4 Bromstillval	14
3.3.5 Lastdelning	15
3.4 Styrgränssnitt	15
3.5 Kopplingsschema	16
3.6 Regulatorer	18
3.6.1 Styrprincip	18
3.6.2 FC 301 kontra FC 302 Styrprincip	19
3.6.3 Styrstruktur i VVCplus	20
3.6.4 Styrstruktur i Flux utan återkoppling (endast FC 302)	21
3.6.5 Styrstruktur i Flux med motoråterkoppling (endast FC 302)	22

MG33BF07

Danfoss A/S © Rev. 2014-04-04 Med ensamrätt.

1

Innehåll	Design Guide

3.6.6 PID	23
3.6.6.1 Varvtal PID-styrning	23
3.6.6.2 Finjustering av PID-varvtalsreglering	26
3.6.6.3 Process-PID-styrning	27
3.6.6.4 Avancerad PID-reglering	28
3.6.7 Intern strömreglering i VVCplus-läge	28
3.6.8 Lokalstyrning (Hand On) och Fjärrstyrning (Auto On)	29
3.7 Referenshantering	30
3.7.1 Referenser	30
3.7.2 Referensgränser	32
3.7.3 Skalning av förinställda referenser och bussreferenser	33
3.7.4 Skalning av analog referens och återkoppling och pulsreferens och pulsåter-
koppling	33
3.7.5 Dödband kring noll	34

4 Produktfunktioner	38
4.1 Automatiserade driftfunktioner	38
4.1.1 Kortslutningsskydd	38
4.1.2 Överspänningsskydd	38
4.1.3 Detektering av motorfas saknas	39
4.1.4 Detektering av nätfasobalans	39
4.1.5 Slå på utgången	39
4.1.6 Överbelastningsskydd	39
4.1.7 Låst rotor-funktion	39
4.1.8 Automatisk nedstämpling	39
4.1.9 Automatisk energioptimering	40
4.1.10 Automatisk switchfrekvensmodulering	40
4.1.11 Automatisk nedstämpling för hög bärfrekvens	40
4.1.12 Prestanda vid effektfluktuationer	40
4.1.13 Resonansdämpning	40
4.1.14 Temperaturstyrda fläktar	40
4.1.15 EMC-överensstämmelse	40
4.1.16 Galvanisk isolation av styrplintar	40
4.2 Anpassade tillämpningsfunktioner	41
4.2.1 Automatisk motoranpassning	41
4.2.2 Termiskt motorskydd	41
4.2.3 Nätavbrott	41
4.2.4 Inbyggd PID-regulator	42
4.2.5 Automatisk omstart	42
4.2.6 Flygande start	42
4.2.7 Fullt moment med reducerad hastighet	42

2

Danfoss A/S © Rev. 2014-04-04 Med ensamrätt.

MG33BF07

Innehåll	Design Guide

4.2.8 Frekvenshopp	42
4.2.9 Förvärmning av motor	42
4.2.10 Fyra programmerbara inställningar	42
4.2.11 Dynamisk bromsning	43
4.2.12 Styrning av mekanisk broms utan återkoppling	43
4.2.13 Mekanisk bromsstyrning med återkoppling/mekanisk broms vid lyft	44
4.2.14 Smart Logic Control (SLC)	45
4.2.15 Säkert vridmoment av	46
4.3 Danfoss VLT® FlexConcept®	46

5 Systemintegrering	47
5.1 Omgivande miljöförhållanden	47
5.1.1 Fukt	47
5.1.2 Temperatur	47
5.1.3 Temperatur och kylning	47
5.1.4 Manuell nedstämpling	48
5.1.4.1 Nedstämpling för drift vid lågt varvtal	48
5.1.4.2 Nedstämpling för lågt lufttryck	48
5.1.5 Ljudnivå	49
5.1.6 Vibrationer och stötar	49
5.1.7 Aggressiva miljöer	49
5.1.7.1 Gaser	49
5.1.7.2 Exponering för damm	50
5.1.7.3 Omgivningar med explosionsrisk	50
5.1.8 Underhåll	51
5.1.9 Lagring	51
5.2 Allmänt om EMC	52
5.2.1 EMC-testresultat	53
5.2.2 Emissionskrav	54
5.2.3 Immunitetskrav	54
5.2.4 Motorisolering	55
5.2.5 Lagerströmmar i motorn	56
5.3 Nätstörningar/Övertoner	56
5.3.1 Övertonseffekter i ett strömdistributionssystem	57
5.3.2 Övertonsbegränsningar, standard och krav	57
5.3.3 Övertonsbegränsning	58
5.3.4 Övertonsberäkning	58
5.4 Galvanisk isolation (PELV)	58
5.4.1 PELV – Protective Extra Low Voltage	58
5.5 Bromsfunktioner	59

MG33BF07

Danfoss A/S © Rev. 2014-04-04 Med ensamrätt.

3

Innehåll	Design Guide

5.5.1 Val av bromsmotstånd

59

6 Produktspecifikationer	62
6.1 Elektriska data	62
6.1.1 Nätförsörjning 200–240 V	62
6.1.2 Nätförsörjning 380–500 V	64
6.1.3 Nätförsörjning 525–600 V (endast FC 302)	67
6.1.4 Nätförsörjning 525–690 V (endast FC 302)	70
6.2 Allmänna specifikationer	72
6.2.1 Nätström	72
6.2.2 Motoreffekt och motordata	72
6.2.3 Omgivande miljöförhållanden	73
6.2.4 Kabelspecifikationer	73
6.2.5 Styrning av ingång/utgång och styrdata	73
6.2.6 Nedstämpling för omgivningstemperaturer	77
6.2.6.1 Nedstämpling för omgivningstemperatur, kapslingstyp A	77
6.2.6.2 Nedstämpling för omgivningstemperaturer, kapslingstyp B	77
6.2.6.3 Nedstämpling för omgivningstemperatur, kapslingstyp C	80
6.2.7 Uppmätta värden för dU/dt-testning	82
6.2.8 Verkningsgrad	85
6.2.9 Ljudnivå	85
7 Så här beställer du	86
7.1 Drive Configurator	86
7.1.1 Typkod	86
7.1.2 Språk	88
7.2 Beställningsnummer	89
7.2.1 Tillval och tillbehör	89
7.2.2 Reservdelar	91
7.2.3 Tillbehörspåsar	91
7.2.4 VLT AutomationDrive FC 301	92
7.2.5 Bromsmotstånd för FC 302	94
7.2.6 Andra flat pack-bromsmotstånd	98
7.2.7 Övertonsfilter	100
7.2.8 Sinusfilter	102
7.2.9 dU/dt-filter	104
8 Mekanisk installation	106
8.1 Säkerhet	106
8.2 Dimensioner	107
8.2.1 Mekanisk montering	109

4

Danfoss A/S © Rev. 2014-04-04 Med ensamrätt.

MG33BF07

Innehåll	Design Guide

8.2.1.1 Avstånd	109
8.2.1.2 Väggmontering	109

9 Elinstallation	111
9.1 Säkerhet	111
9.2 Kablar	112
9.2.1 Åtdragningsmoment	112
9.2.2 Ingångshål	113
9.2.3 Åtdragning av skydd efter att anslutningar upprättats	117
9.3 Nätanslutning	117
9.3.1 Säkringar och maximalbrytare	121
9.3.1.1 Säkringar	121
9.3.1.2 Rekommendationer	121
9.3.1.3 CE-överensstämmelse	122
9.3.1.4 Uppfyller UL	125
9.4 Motoranslutning	130
9.5 Skydd mot läckström till jord	133
9.6 Ytterligare anslutningar	134
9.6.1 Relä	134
9.6.2 Frånskiljare och kontaktorer	135
9.6.3 Lastdelning	136
9.6.4 Bromsmotstånd	136
9.6.5 PC-programvara	136
9.6.5.1 MCT 10	137
9.6.5.2 MCT 31	137
9.6.5.3 Programvaran Harmonic Calculation Software (HCS)	137
9.7 Ytterligare motorinformation	137
9.7.1 Motorkabel	137
9.7.2 Ansluta flera motorer	138
9.8 Säkerhet	140
9.8.1 Test för hög spänning	140
9.8.2 EMC-jordning	140
9.8.3 ADN-korrekt installation	140
10 Tillämpningsexempel	141
10.1 Vanliga tillämpningar	141
10.1.1 Drivsystem med återkoppling	146
10.1.2 Programmering av Momentgräns och stopp	146
10.1.3 Programmering av varvtalsreglering	147
11 Tillval och tillbehör	149

MG33BF07

Danfoss A/S © Rev. 2014-04-04 Med ensamrätt.

5

Innehåll	Design Guide

11.1 Kommunikationstillval	149
11.2 I/O, återkopplingsoch säkerhetstillval	149
11.2.1 VLT® modul för generellt I/O-kort MCB 101	149
11.2.2 VLT® Pulsgivartillval MCB 102	151
11.2.3 VLT® resolver-tillval MCB 103	153
11.2.4 VLT® reläkort MCB 105	155
11.2.5 VLT® Safe PLC-gränssnittstillval MCB 108	157
11.2.6 VLT® PTC-termistorkort MCB 112	158
11.2.7 VLT® Extended Relay Card MCB 113	159
11.2.8 VLT® givaringångstillval MCB 114	161
11.2.9 VLT® Safe Option MCB 15x	162
11.2.10 VLT® C-tillvalsadapter MCF 106	166
11.3 Rörelsekontrolltillval	166
11.4 Tillbehör	168
11.4.1 Bromsmotstånd	168
11.4.2 Sinusfilter	168
11.4.3 dU/dt-filter	168
11.4.4 Common Mode-filter	168
11.4.5 Övertonsfilter	168
11.4.6 IP21/typ 1 kapslingssats	169
11.4.7 Fjärrmonteringssats för LCP	171
11.4.8 Monteringsfäste för kapslingstyp A5, B1, B2, C1 och C2	171

12 Installation och konfiguration av RS-485	174
12.1 Installation och inställning av	174
12.1.1 Översikt	174
12.2 Nätverksanslutning	175
12.3 Bussavslutning	175
12.4 Installation och konfiguration av RS-485	175
12.5 Översikt över FC-protokollet	176
12.6 Nätverkskonfiguration	176
12.7 FC-protokollets grundstruktur för meddelanden	176
12.7.1 Innehållet i ett tecken (en byte)	176
12.7.2 Telegramstruktur	176
12.7.3 Telegramlängd (LGE)	177
12.7.4 Frekvensomformarens adress (ADR)	177
12.7.5 Datakontrollbyte (BCC)	177
12.7.6 Datafältet	178
12.7.7 PKE-fältet	179
12.7.8 Parameternummer (PNU)	179

6

Danfoss A/S © Rev. 2014-04-04 Med ensamrätt.

MG33BF07

Innehåll	Design Guide

12.7.9 Index (IND)	179
12.7.10 Parametervärde (PWE)	180
12.7.11 Datatyper som stöds	180
12.7.12 Konvertering	180
12.7.13 Processord (PCD)	181
12.8 Exempel	181
12.8.1 Skriva ett parametervärde	181
12.8.2 Läsa ett parametervärde	181
12.9 Översikt över Modbus RTU	182
12.9.1 Antaganden	182
12.9.2 Vad användaren redan bör känna till	182
12.9.3 Översikt över Modbus RTU	182
12.9.4 Frekvensomformare med Modbus RTU	182
12.10 Nätverkskonfiguration	182
12.11 Grundstruktur för Modbus RTU-meddelanden	183
12.11.1 Frekvensomformare med Modbus RTU	183
12.11.2 Meddelandestruktur för Modbus RTU	183
12.11.3 Start-/stoppfält	183
12.11.4 Adressfält	183
12.11.5 Funktionsfält	184
12.11.6 Datafält	184
12.11.7 Fältet CRC-kontroll	184
12.11.8 Adressering av spolregister	184
12.11.9 Styra frekvensomformaren	185
12.11.10 Funktionskoder som stöds av Modbus RTU	186
12.11.11 Modbus--undantagskoder	186
12.12 Åtkomst till parametrar	186
12.12.1 Parameterhantering	186
12.12.2 Datalagring	186
12.12.3 IND (Index)	187
12.12.4 Textblock	187
12.12.5 Konverteringsfaktor	187
12.12.6 Parametervärden	187
12.13 Danfoss FC-styrprofil	187
12.13.1 Styrord enligt FC-profil (8-10 Styrprofil = FC-profile)	187
12.13.2 Statusord enligt FC-profil (STW) (8-10 Styrprofil = FC-profil)	189
12.13.3 Varvtalsreferens för buss	190
12.13.4 Styrord enligt PROFIdrive-profilen (CTW)	190
12.13.5 Statusord enligt PROFIdrive-profil (STW)	192
Index	194

MG33BF07

Danfoss A/S © Rev. 2014-04-04 Med ensamrätt.

7

Inledning	Design Guide

1	1	1 Inledning

1.1 Syftet med Design Guide

Design Guide innehåller den information som krävs för integrering av frekvensomformaren i en mängd olika tillämpningar.

VLT® är ett registrerat varumärke.

1.2 Ytterligare dokumentation

Det finns ytterligare dokumentation som hjälper dig att förstå frekvensomformarens avancerade funktioner, programmering och överensstämmelse med krav.

•Handboken innehåller detaljerade anvisningar för hur du installerar och startar frekvensomformaren.

•Programmeringshandboken innehåller detaljerad information om hur du arbetar med parametrar och många tillämpningsexempel.

•Handboken för VLT® Säkert vridmoment av innehåller information om hur du använder Danfoss frekvensomformare i funktionssäkerhetstillämpningar.

•Du kan få tag på ytterligare dokumentation och handböcker via Danfoss. Se danfoss.com/Product/ Literature/Technical+Documentation.htm för listor.

•De beskrivna procedurerna gäller inte alltid helt och fullt om du använder viss tillvalsutrustning. Glöm inte att kontrollera de specifika krav som beskrivs i instruktionerna som medföljer tillvalsutrustningen.

Kontakta en Danfoss-leverantör eller besök

www.danfoss.com om du vill ha ytterligare information.

1.3Förkortningar, symboler och konventioner

Konventioner

Numrerade listor används för procedurer. Punktlistor används för annan information och för beskrivning av illustrationer.

Kursiv text används för

•hänvisningar

•länk

•fotnot

•parameternamn, parametergruppens namn, parameteralternativ

60° AVM	60° Asynkron vektor modulering
A	Ampere/AMP
AC	Växelström
AD	Frånluft
AI	Analog ingång
AMA	Automatisk motoranpassning
AWG	American Wire Gauge
°C	Grader Celsius
CD	Konstant urladdning
CM	Common mode
CT	Konstant moment
DC	Likström
DI	Digital ingång
DM	Differential mode
D-TYP	Beror på frekvensomformaren
EMC	Elektromagnetisk kompatibilitet
ETR	Elektronisk-termiskt relä
fJOG	Motorfrekvensen när joggfunktion aktiveras
fM	Motorfrekvens
fMAX	Den maximala utfrekvens som frekvensom-
	formaren använder på denna utgång.
fMIN	Den minimala motorfrekvensen från frekven-
	somformaren.
fM,N	Nominell motorfrekvens
FC	Frekvensomformare
g	Gram
Hiperface®	Hiperface® är ett registrerat varumärke som
	tillhör Stegmann
hk	Hästkraft
HTL	HTL-pulsgivarpulser (10–30 V) – högspännings-
	transistorlogik
Hz	Hertz
IINV	Nominell växelriktarutström
ILIM	Strömgräns
IM,N	Nominell motorström
IVLT,MAX	Den maximala utströmmen
IVLT,N	Den nominella utströmmen från frekvensom-
	formaren
kHz	Kilohertz
LCP	Lokal manöverpanel
lsb	Den minst signifikanta biten (least significant
	bit)
m	Meter
mA	Milliampere
MCM	Mille Circular Mil
MCT	Rörelsekontrollverktyg
mH	Millihenry-induktans
min	Minut
ms	Millisekund

8

Danfoss A/S © Rev. 2014-04-04 Med ensamrätt.

MG33BF07

Inledning	Design Guide

msb	Den mest signifikanta biten (most significant
	bit)
ηVLT	Frekvensomformarens verkningsgrad
	definierad som förhållandet mellan utgående
	och ingående effekt
nF	Nanofarad
NLCP	Numerisk lokal manöverpanel (NLCP)
Nm	Newtonmeter
ns	Synkront motorvarvtal
Online-/offline-	Ändringar av onlineparametrar aktiveras
parametrar	omedelbart efter det att datavärdet ändrats.
Pbr,cont.	Bromsmotståndets märkeffekt (genomsnittlig
	effekt vid kontinuerlig bromsning)
PCB	Kretskort
PCD	Processdata
PELV	Protective Extra Low Voltage
Pm	Frekvensomformarens nominella uteffekt som
	HÖ
PM,N	Nominell motoreffekt
PM-motor	Permanentmagnetmotor
Process-PID	PID-regulatorn upprätthåller önskat varvtal,
	tryck, temperatur osv.
Rbr,nom	Det nominella (rekommenderade) motstånds-
	värdet som säkerställer en bromseffekt på
	motoraxeln på 150/160 % under 1 minut.
RCD	Jordfelsbrytare
Regen	Regenerativa plintar
Rmin	Minsta tillåtna bromsmotståndsvärde enligt
	frekvensomformaren
RMS	Effektivvärde
varv/minut	Varv per minut
Rrec	Bromsmotståndets motståndsvärde och
	motstånd
s	Sekund
SFAVM	Stator Flux-orienterad Asynkron Vektor
	Modulering
STW	Statusord
SMPS	Strömförsörjning i switchläge
THD	Total övertonsdistorsion
TLIM	Momentgräns
TTL	TTL-pulsgivarpulser (5 V) – transistor-transis-
	torlogik
UM,N	Nominell motorspänning
V	Volt
VT	variabelt moment
VVCplus	Voltage Vector Control

Tabell 1.1 Förkortningar

Följande symboler används i det här dokumentet:

VARNING

Indikerar en potentiellt farlig situation som kan leda till dödsfall eller allvarliga personskador.

			1	1
	FÖRSIKTIGT

Indikerar en potentiellt farlig situation som kan leda till mindre eller måttliga personskador. Symbolen kan också användas för att uppmärksamma tillvägagångssätt som inte är säkra.

OBS!

Indikerar viktig information, inklusive situationer som kan leda till skador på utrustning eller egendom.

1.4 Definitioner

Utrullning

Motoraxeln är i fritt läge. Inget moment på motorn.

Bromsmotstånd

Bromsmotståndet är en modul som kan absorbera bromseffekten som genereras vid regenerativ bromsning. Denna regenerativa bromseffekt höjer mellankretsspänningen. En bromschopper ser till att effekten avsätts i bromsmotståndet.

CT-kurva

Konstant moment används för tillämpningar med t.ex. transportband, förträngningspumpar och kranar.

Initiering

Om initiering utförs (14-22 Driftläge) återställs frekvensomformaren till fabriksinställningarna.

Intermittent driftcykel

Ett intermittent driftvärde avser en serie driftcykler. Varje cykel består av en period med och en period utan belastning. Driften kan vara endera periodisk eller ickeperiodisk.

Meny

Spara parameterinställningarna i fyra menyer. Byt mellan de fyra parameterinställningarna och redigera en uppsättning medan en annan uppsättning är aktiv.

Eftersläpningskompensation

Frekvensomformaren kompenserar eftersläpningen med ett frekvenstillskott som följer den uppmätta motorbelastningen vilket håller motorvarvtalet närmast konstant.

Smart Logic Control (SLC)

SLC är en sekvens av användardefinierade åtgärder som utförs när motsvarande användardefinierad händelse utvärderas som sann av Smart Logic Controller. (Parametergrupp 13-** Smart Logic.

FC-standardbuss

Inkluderar RS-485-buss med FC-protokoll eller MCprotokoll. Se 8-30 Protokoll.

Termistor

Ett temperaturberoende motstånd som placeras där temperaturen ska övervakas (frekvensomformare eller motor).

MG33BF07

Danfoss A/S © Rev. 2014-04-04 Med ensamrätt.

9

Inledning	Design Guide

1 1 Tripp

Ett tillstånd som uppstår vid felsituationer, exempelvis när frekvensomformaren utsätts för överhettning eller när frekvensomformaren skyddar motorn, processen eller mekanismen. Omstart förhindras tills orsaken till felet har försvunnit och trippläget annulleras genom återställning eller, i vissa fall, programmeras för automatisk återställning. Tripp får inte användas för personlig säkerhet.

Tripp låst

Ett läge som uppstår vid felsituationer när frekvensomformaren skyddar sig själv, och som kräver fysiska ingrepp, exempelvis om frekvensomformaren utsatts för kortslutning vid utgången. En fastlåst tripp kan annulleras genom att slå av nätspänningen, eliminera felorsaken och ansluta frekvensomformaren på nytt. Omstart förhindras tills trippläget annulleras genom återställning eller, i vissa fall, genom programmerad automatisk återställning. Tripp får inte användas för personlig säkerhet.

VT-kurva

Variabel momentkurva. Används för pumpar och fläktar.

Effektfaktor

Den sanna effektfaktorn (lambda) tar alla övertoner med i beräkningen och är alltid mindre än effektfaktorn (cos-fi) som endast beaktar de första övertonerna för ström och spänning.

cosϕ =	P kW	=	Uλ x Iλ x cosϕ
	P kVA		Uλ x Iλ

Cosfi kallas även förskjuten effektfaktor.

Både lambda och cosfi för Danfoss VLT®-frekvensom- formare anges i kapitel 6.2.1 Nätström.

Effektfaktorn indikerar i vilken grad frekvensomformaren belastar nätförsörjningen.

Ju lägre effektfaktor, desto högre IRMS vid samma kWeffekt.

Dessutom visar en hög effektfaktor att övertonsströmmarna är låga.

Alla Danfoss-frekvensomformare har inbyggda likströmsspolar i DC-bussen för att ge hög effektfaktor och minska THD på nätet.

1.5 Dokumentoch programversion

Denna handbok granskas och uppdateras regelbundet. Förslag på förbättringar tas tacksamt emot. Tabell 1.2 visar dokumentversionen och motsvarande programversion.

Utgåva	Anmärkningar	Programversion
MG33BFxx	Ersätter MG33BExx	6,72

Tabell 1.2 Dokumentoch programversion

1.6 Överensstämmelse med föreskrifter

Frekvensomformare är konstruerade i överensstämmelse med de direktiv som beskrivs i detta avsnitt.

1.6.1 CE-märkning

CE-märket (Conformité Européenne) anger att produkttillverkaren följer alla gällande EU-direktiv. De tre EU-direktiv som gäller utformning och tillverkning av frekvensomformare är lågspänningsdirektivet, EMC-direktivet, och (för enheter med integrerad säkerhetsfunktion) maskindirektivet.

CE-märkningen är avsedd att undanröja tekniska hinder för den fria rörligheten mellan EUoch EFTA-länder på den inre marknaden. CE-märkningen avser inte produktens kvalitet. Märkningen ger inte heller någon information om produktens tekniska specifikationer.

1.6.1.1 Lågspänningsdirektivet

Frekvensomformare klassificeras som elektroniska komponenter och måste vara CE-märkta i enlighet med lågspänningsdirektivet. Direktivet omfattar all elektrisk utrustning avsedd för 50–1000 V AC och 75–1600 V DC.

Direktivet gör gällande att utrustningen måste utformas på ett sådant sätt att säkerhet och hälsa för personer och djur inte riskeras, liksom materiella tillgångar, när utrustningen installeras korrekt, underhålls ordentligt och används som avsett. Danfoss CE-märkning uppfyller lågspänningsdirektivet och en försäkran om överensstämmelse med direktivet kan utfärdas på begäran.

1.6.1.2 EMC-direktivet

Elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) innebär att elektromagnetiska störningar mellan apparater inte påverkar deras prestanda negativt. Det grundläggande skyddskravet i EMC-direktivet 2004/108/EG anger att enheter som genererar elektromagnetiska störningar (EMI), eller vars drift kan påverkas av EMI, måste vara konstruerade för att begränsa generering av elektromagnetiska störningar och ska ha en lämplig immunitetsklass för EMI när de installeras korrekt, underhålls och används som avsett.

En frekvensomformare kan användas som fristående enhet eller som en del av en mer omfattande anläggning. Enheter som används fristående eller som en del av ett system måste vara CE-märkta. System måste inte vara CEmärkta, men måste uppfylla EMC-direktivets grundläggande skyddskrav.

10

Danfoss A/S © Rev. 2014-04-04 Med ensamrätt.

MG33BF07

Inledning	Design Guide

1.6.1.3 Maskindirektivet

Frekvensomformare klassificeras som elektroniska komponenter som lyder under lågspänningsdirektivet, men frekvensomformare med integrerad säkerhetsfunktion måste uppfylla maskindirektivet 2006/42/EG. Frekvensomformare som saknar säkerhetsfunktion omfattas inte av maskindirektivet. Om en frekvensomformare integreras i ett maskinsystem, ger Danfoss information om vilka säkerhetsbestämmelser som gäller för frekvensomformaren.

Maskindirektivet 2006/42/EG gäller maskiner som består av ett antal sammankopplade komponenter eller enheter varav minst en kan utföra mekanisk rörelse. Direktivet gör gällande att utrustningen måste utformas på ett sådant sätt att säkerhet och hälsa för personer och djur inte riskeras, liksom materiella tillgångar, när utrustningen installeras korrekt, underhålls ordentligt och används som avsett.

När frekvensomformare används i maskiner med minst en rörlig del, måste maskintillverkaren tillhandahålla en deklaration som informerar om att maskinen uppfyller alla relevanta lagar och säkerhetsföreskrifter. Danfoss CEmärkningar uppfyller maskindirektivet för frekvensomformare som har en integrerad säkerhetsfunktion och tillhandahåller en försäkran om överensstämmelse på begäran.

1.6.2 Uppfyller UL

UL-klassad

Bild 1.1 UL

OBS!

Frekvensomformare med kapslingstyp T7 (525–690 V) är inte certifierade för UL.

Frekvensomformaren uppfyller kraven i UL508C. Mer information finns i avsnittet Termiskt motorskydd i Design Guide.

1.6.3Uppfyller C-tick

1.6.4Uppfyller Marine

Mer information om överensstämmelse med den europeiska överenskommelsen om transport av farligt gods (ADN) finns i kapitel 9.8.3 ADN-korrekt installation.

1.7 Instruktion för avfallshantering	1	1

Utrustning som innehåller elektriska komponenter får inte hanteras på samma sätt som hushållsavfall.

Sortera det separat i enlighet med gällande lokal lagstiftning.

Tabell 1.3 Instruktion för avfallshantering

1.8 Säkerhet

Frekvensomformare innehåller högspänningskomponenter och kan ge livshotande skador om de hanteras felaktigt. Enbart utbildade tekniker får installera och köra utrustningen. Inget reparationsarbete får utföras utan att frekvensomformaren har gjorts strömlös och att den föreskrivna tidsperioden har förflutit (så att den lagrade energin kan avges).

Se Handboken, som levereras med enheten och finns tillgänglig online för:

•urladdningstid och

•detaljerade säkerhetsanvisningar och varningar.

För att frekvensomformaren ska kunna köras säkert måste alla säkerhetsföreskrifter och säkerhetsmeddelanden följas.

MG33BF07

Danfoss A/S © Rev. 2014-04-04 Med ensamrätt.

11

Säkerhet	Design Guide

2 Säkerhet

2 2

2.1 Säkerhetssymboler

Följande symboler används i det här dokumentet:

VARNING

Indikerar en potentiellt farlig situation som kan leda till dödsfall eller allvarliga personskador.

FÖRSIKTIGT

Indikerar en potentiellt farlig situation som kan leda till mindre eller måttliga personskador. Symbolen kan också användas för att uppmärksamma tillvägagångssätt som inte är säkra.

OBS!

Indikerar viktig information, inklusive situationer som kan leda till skador på utrustning eller egendom.

VARNING

OAVSIKTLIG START

När frekvensomformaren är ansluten till växelströmsnätet kan motorn starta när som helst, vilket orsakar risk för dödsfall, allvarliga personskador eller materiella skador. Motorn starta med hjälp av en extern brytare, ett seriellt buss-kommando, en ingångsreferenssignal från LCP, eller ett uppklarat feltillstånd.

1.Koppla ur frekvensomformaren från nätanslutningen när hänsyn till personsäkerhet gör det nödvändigt att undvika oavsiktlig motorstart.

2.Tryck på [Av] på LCP, innan du programmerar parametrarna.

3.Frekvensomformaren, motorn och all annan elektrisk utrustning måste vara driftklara när frekvensomformaren ansluts till växelströmsnätet.

2.2 Behörig personal

Korrekt och säker transport, lagring, installation, styrning och underhåll krävs för problemfri och säker drift av frekvensomformaren. Endast behörig personal får installera och använda denna utrustning.

Behörig personal definieras som utbildade medarbetare med behörighet att installera, driftsätta och underhålla utrustning, system och kretsar i enlighet med gällande lagar och bestämmelser. Dessutom måste personalen vara införstådd med de instruktioner och säkerhetsåtgärder som beskrivs I detta dokument.

2.3 Säkerhetsåtgärder

VARNING

HÖG SPÄNNING

Frekvensomformare innehåller hög spänning när de är anslutna till växelströmsnätet. Om installation, driftsättning och underhåll inte utförs av utbildad personal kan det leda till dödsfall eller allvarliga personskador.

•Installation, driftsättning och underhåll får endast utföras av behörig personal.

VARNING

URLADDNINGSTID

Frekvensomformaren har DC-busskondensatorer som kan behålla sin spänning även när nätspänningen kopplats från. Om du inte väntar den angivna tiden efter att strömmen bryts innan service eller reparationsarbete påbörjas kan det leda till dödsfall eller allvarliga personskador.

1.Stoppa motorn.

2.Koppla från nätspänningen, permanentmagnetmotorer och externa DC-bussförsörjningar, inklusive reservbatterier, UPS och DC-bussans- lutningar till andra frekvensomformare.

3.Vänta tills kondensatorerna är helt urladdade innan underhåll eller reparationsarbete utförs. Information om väntetiderna finns i Tabell 2.1.

Spänning [V]	Minsta väntetid (minuter)
	4	7	15
200-240	0,25–3,7 kW		5,5–37 kW
380-500	0,25–7,5 kW		11–75 kW
525-600	0,75–7,5 kW		11–75 kW
525-690		1,5–7,5 kW	11–75 kW

Högspänning kan finnas kvar även om varningslysdioderna är släckta.

Tabell 2.1 Urladdningstid

12

Danfoss A/S © Rev. 2014-04-04 Med ensamrätt.

MG33BF07

Säkerhet	Design Guide

VARNING

VARNING FÖR LÄCKSTRÖM

Läckström överstiger 3,5 mA. Om frekvensomformaren 2 2 inte jordas korrekt kan det leda till dödsfall eller

allvarliga personskador.

•En certifierad elinstallatör ska säkerställa att utrustningen har korrekt jordning.

VARNING

FARLIG UTRUSTNING

Kontakt med roterande axlar och elektrisk utrustning kan leda till dödsfall eller allvarliga personskador.

•Säkerställ att endast utbildad och behörig personal utför installation, driftsättning och underhåll.

•Kontrollera att elektriskt arbete följer gällande nationella och lokala elsäkerhetsföreskrifter.

•Följ procedurerna i denna handbok.

FÖRSIKTIGT

ROTERANDE DELAR

Oavsiktlig rotation av permanentmagnetmotorer utgör en risk för personskador och materiella skador.

•Säkerställ att permanentmagnetmotorer blockeras för att förhindra oavsiktlig rotation.

FÖRSIKTIGT

RISK FÖR FARA I HÄNDELSE AV INTERNT FEL

Risk för personskador om frekvensomformaren inte är korrekt försluten.

•Innan du kopplar på strömmen ska du säkerställa att alla skyddskåpor sitter på plats och är säkrade.

MG33BF07

Danfoss A/S © Rev. 2014-04-04 Med ensamrätt.

13

Grundläggande driftprincipe...	Design Guide

3 Grundläggande driftprinciper

3.1 Allmänt

3 3 Detta avsnitt innehåller en översikt över frekvensomformarens viktigaste delar och kretsar. Det beskriver interna elektriska funktioner och signalbehandling. Det beskriver också den interna styrstrukturen.

Dessutom beskrivs automatiserade funktioner och tillvalsfunktioner för frekvensomformaren, som kan användas för att utforma kraftfulla driftsystem med sofistikerade regleringsoch statusrapporteringsfunktioner.

3.2 Driftsbeskrivning

Frekvensomformaren ger en reglerad mängd växelström från elnätet till en vanlig trefas-induktionsmotor för att styra motorvarvtalet. Frekvensomformaren försörjer motorn med variabel frekvens och spänning.

Frekvensomformaren består av fyra huvudmoduler.

•Likriktare

•Mellankrets

•Växelriktare

•Styrning och reglering

Avsnitten kapitel 3.3 Driftsekvens behandlar dessa moduler mer utförligt och beskriver hur effektoch styrsignaler rör sig i frekvensomformaren.

3.3 Driftsekvens

3.3.1 Likriktardelen

När nätströmmen ansluts till frekvensomformaren för första gången, går den in via ingångsplintarna (L1, L2 och L3) och vidare till brytaren och/eller RFI-filtervalet, beroende på hur enheten är konfigurerad.

3.3.2 Mellanliggande del

Efter likriktardelen passerar spänningen till den mellanliggande delen. Denna likriktade spänningen jämnas ut av en sinusfilterkrets som består av DC-bussinduktorn och DCkondensatorbanken.

DC-bussinduktorn ger serieimpedans till varierande ström. Detta underlättar den filtreringen och minskar övertonsstörningarna på ingångsväxelströmmens vågform som normalt finns i likriktarkretsar.

3.3.3 Växelriktardel

I växelriktardelen börjar IGBT-modulerna att växla för att skapa utgångsvågformen när ett körkommando och en varvtalsreferens finns tillgängliga. Vågformen som genereras av Danfoss VVCplus PWM-principen på styrkortet ger optimal prestanda och minimala förluster i motorn.

3.3.4 Bromstillval

För frekvensomformare som är utrustade med tillvalet

dynamisk broms, inkluderas en broms-IGBT tillsammans

med plint 81(R-) och 82(R+) för att ansluta ett externt

bromsmotstånd.

Ändamålet med broms-IGBT är att minska spänningen i

mellankretsen när den maximala spänningsgränsen

överskrids. Detta görs genom att växla det externt

monterade motståndet över DC-bussen för att ta bort

överskottslikspänning på busskondensatorerna. Överskotts-

spänning på DC-bussen uppstår vanligen när negativ

belastning orsakar att regenerativ energi sänds tillbaka till

DC-bussen. Detta inträffar till exempel när lasten driver

motorn och och får spänningen att återgå till DC-

Bild 3.1 Intern styrlogik

busskretsen.

14

Danfoss A/S © Rev. 2014-04-04 Med ensamrätt.

MG33BF07

Grundläggande driftprincipe...	Design Guide

Att placera bromsmotståndet externt har fördelen att det går att välja motstånd baserat på tillämpningens behov, så att energin avsätts utanför manöverpanelen och frekvensomformaren skyddas mot överhettning om bromsmotståndet överbelastas.

Broms-IGBT-växelsignalen kommer från styrkortet och levereras till broms-IGBT via effektkortet och växelriktarkortet. Dessutom övervakar effektoch styrkorten bromsIGBT och bromsmotståndsanslutningen avseende kortslutning och överbelastning.

3.3.5 Lastdelning

Enheter med inbyggt lastdelningstillval innehåller plintarna

(+) 89 DC och (–) 88 DC. I frekvensomformaren ansluter dessa plintar till DC-bussen framför DC-bussreaktorn och busskondensatorerna.

Lastdelningsplintar kan användas med två olika konfigurationer.

Med den ena metoden används plintarna för att koppla ihop flera frekvensomformares DC-busskretsar. På så sätt kan en enhet som är i regenerativt läge dela sin överskottsbusspänning med en annan enhet som kör en motor. Lastdelning på detta sätt kan minska behovet av externa dynamiska bromsmotstånd och samtidigt spara energi. Teoretiskt är antalet enheter som kan anslutas på detta sätt obegränsat, men alla enheter måste ha samma märkspänning. Beroende på storlek och antal enheter kan det dessutom vara nödvändigt att installera likströmsreaktorer och likströmssäkringar i DC-bussens anslutningar och växelströmsreaktorer på nätet. Innan du genomför en sådan konfiguration måste du göra specifika överväganden och kontakta en tillämpningskonstruktör från Danfoss.

Med den andra metoden får frekvensomformaren ström enbart från en likströmskälla. Detta är lite mer komplicerat. Först och främst krävs en likströmskälla. Därefter krävs ett sätt att mjukladda DC-bussen vid start. Sedan krävs en spänningskälla för att driva fläktarna inuti enheten. Innan du genomför denna konfiguration ska du kontakta en tillämpningskonstruktör från Danfoss.

3.4 Styrgränssnitt

3.4.1 Styrprincip

Frekvensomformaren tar emot styrindata från flera källor.

•

Lokal manöverpanel (Hand-läge)

3

3

•Programmerbara analoga, digitala och analoga/ digitala styrplintar (läget Auto)

•RS 485-, USBeller seriell kommunikationsportar (läget Auto)

Korrekt anslutna och programmerade styrplintar ger återkopplings-, referensoch andra ingångssignaler till frekvensomformaren: utgångsstatus och feltillstånd från frekvensomformaren , reläer som används för extrautrustning och gränssnitt för seriell kommunikation. En gemensam 24 V-ledning ingår också. Du kan programmera styrplintarna för olika funktioner genom att välja parametertillval via den lokala manöverpanelen (LCP) på enhetens framsida eller externa källor. Majoriteten av styrkabeldragningen görs av kunden om det inte beställs från fabriken.

MG33BF07

Danfoss A/S © Rev. 2014-04-04 Med ensamrätt.

15

Grundläggande driftprincipe...	Design Guide

3.5

Kopplingsschema

3-phase

91

(L1)

(U) 96

92

(L2)

(V) 97

3

3

power

93

(L3)

(W) 98

input

95

PE

(PE) 99

Motor

Switch Mode

DC bus

88

(-)

Power Supply

89

(+)

10 V DC

24 V DC

(R+) 82

Brake

15 mA

130/200 mA

resistor

50

(+10 V OUT)

+

-

+

-

+10 V DC

(R-) 81

S201

0/-10 V DC-

53

(A IN)

<![if ! IE]> <![endif]>2 1

<![if ! IE]> <![endif]>ON

+10 V DC

ON=0/4-20 mA

relay1

0/4-20 mA

S202

03

OFF=0/-10 V DC -

0/-10 V DC -

54

(A IN)

<![if ! IE]> <![endif]>2 1

<![if ! IE]> <![endif]>ON

+10 V DC

02

240 V AC, 2 A

+10 V DC

0/4-20 mA

55

(COM A IN)

01

12	(+24 V OUT)						* relay2
							06	240 V AC, 2 A
13	(+24 V OUT)		P 5-00				05	400 V AC, 2 A
18	(D IN)		24 V (NPN)				04
			0 V (PNP)
19	(D IN)		24 V (NPN)				(COM A OUT) 39	Analog Output
			0 V (PNP)
								0/4-20 mA
							(A OUT) 42
20	(COM D IN)
27	(D IN/OUT)		24 V (NPN)	S801
		24 V	0 V (PNP)			ON=Terminated
				<![if ! IE]> <![endif]>2 1	<![if ! IE]> <![endif]>ON
						OFF=Open
*		0 V		5V
			24 V (NPN)
29	(D IN/OUT)
		24 V	0 V (PNP)
					S801		0 V
		0 V		RS-485				RS-485
							(N RS-485) 69
			24 V (NPN)	Interface
32	(D IN)
			0 V (PNP)				(P RS-485) 68
33	(D IN)		24 V (NPN)				(COM RS-485) 61	**
			0 V (PNP)					: Chassis
*	(D IN)							: Ground
37

<![if ! IE]>

<![endif]>130BD599.10

Bild 3.2 Grundläggande kopplingsschema

A = analog, D = digital

*Plint 37 (tillval) används för Säkert vridmoment av. Installationsinstruktioner för Säkert vridmoment av finns i Handbok för Säkert vridmoment av för Danfoss VLT®-frekvensomformare. Plint 37 finns inte på FC 301 (utom kapsling av typen A1). Relä 2 och Plint 29, har ingen funktion i FC 301.

**Anslut inte kabelskärmen.

16

Danfoss A/S © Rev. 2014-04-04 Med ensamrätt.

MG33BF07

Grundläggande driftprincipe...	Design Guide

	2	<![if ! IE]> <![endif]>130BD529.11
		6
		3	3
1
		3
		4
		5
9
10
		11
L1
L2		U
L3
		V
PE
		W
		PE
		8
		7

	1	PLC	7	Motor, 3-fas och PE (skärmad)
	2	Frekvensomformare	8	Nät, 3-fas och förstärkt PE (inte skärmad)
	3	Utgångskontaktor	9	Styrkablar (skärmade)
	4	Kabelklämma	10	Potentialutjämning min. 16 mm2 (0,025 tum)
	5	Kabelisolering (skalad)	11	Avstånd mellan styrkabel, motorkabel och nätkabel:
	6	Kabelförskruvning		Minst 200 mm

Bild 3.3 EMC-korrekt elektrisk anslutning

Mer information om EMC finns i kapitel 4.1.15 EMC-överensstämmelse.

MG33BF07

Danfoss A/S © Rev. 2014-04-04 Med ensamrätt.

17

Grundläggande driftprincipe...	Design Guide

OBS!

EMC-STÖRNINGAR

Använd skärmade kablar för motoroch styrkablar och separera kablar för ingångsström, motorledningar och styrkablar. Oisolerade ström-, motor-, och styrkablar kan

3 3 leda till oönskad funktion eller försämrad prestanda. Minst 200 mm avstånd måste finnas mellan nät-, motoroch styrkablar.

3.6 Regulatorer

3.6.1 Styrprincip

En frekvensomformare omvandlar växelspänning från nätspänningen till likspänning och ändrar därefter denna till en reglerbar växelspänning med reglerbar amplitud och frekvens.

Motorn försörjs med variabel spänning/ström och frekvens, vilket ger möjlighet till variabel varvtalsreglering av trefasasynkronmotorer av standardtyp och permanentmagnetmotorer.

Frekvensomformaren kan styra antingen motoraxelns varvtal eller moment. Inställningen av 1-00 Konfigurationsläge anger vilken typ av styrning som ska användas.

Varvtalsreglering

Det finns 2 typer av varvtalsreglering:

•Varvtalsreglering utan återkoppling, vilket inte kräver någon motoråterkoppling (givarlös).

Momentstyrning

Momentstyrningsfunktionen används i tillämpningar där momentet på motorns drivaxel styr tillämpning som spänningskontroll. Momentstyrning kan väljas i

1-00 Konfigurationsläge, antingen i VVCplus [4] Moment utan återkoppling eller Flödesstyrning med återkoppling med [2] varvtalsåterkoppling. Momentinställningen görs genom att ställa in en referens som styrs analogt, digitalt eller via buss. Varvtalsgränsens begränsningsfaktor ställs in i

4-21 Gränsfaktorkälla, varvtal. När momentstyrning används rekommenderas det att utföra en fullständig AMAprocedur eftersom korrekta motordata är viktigt för optimal prestanda.

•Återkoppling i Flux-läge med pulsgivaråterkoppling ger överlägsen prestanda i alla fyra kvadranter samt i alla motorvarvtal.

•Utan återkoppling i VVCplus-läge. Funktionen används i mekaniska robusta tillämpningar men noggrannheten är begränsad. Momentfunktion utan återkoppling fungerar bara i en rotationsriktning. Momentet beräknas baserat på aktuell intern mätning i frekvensomformaren.

Varvtalsoch momentreferens

Referensen för dessa styrningar kan antingen vara en enkel referens eller vara en summering av olika referenser med relativa viktningar. Hur referenser hanteras förklaras närmare i kapitel 3.7 Referenshantering.

•PID-reglering av varvtal med återkoppling kräver en varvtalsåterkopplingssignal på en av ingångarna. En korrekt optimerad styrning med återkoppling ger en bättre noggrannhet än en styrning utan återkoppling.

Väljer vilken ingång som ska användas som varvtals-PID för återkopplingen i 7-00 Varvtal PID-återkopplingskälla.

18

Danfoss A/S © Rev. 2014-04-04 Med ensamrätt.

MG33BF07

Grundläggande driftprincipe...	Design Guide

3.6.2 FC 301 kontra FC 302 Styrprincip

FC 301 är en frekvensomformare för allmänna tillämpningar med variabelt varvtal. Styrprincipen baseras på Voltage Vector Control (VVCplus).

FC 301 kan hantera både asynkrona motorer och PM-motorer.

Strömavkänningsprincipen i FC 301 är baserad på strömmätningen i DC-bussen eller motorfasen. Jordfelsskyddet på 3 3 motorsidan löses genom en avsatureringskrets i IGBT:erna ansluten till styrkortet.

Kortslutningsbeteendet i FC 301 beror på strömomvandlaren i den positiva DC-bussen och omättat skydd med återkoppling från de tre lägre IGBT-enheterna och bromsen.

Bild 3.4 Styrprincip FC 301

FC 302 är en frekvensomformare med höga prestanda för krävande tillämpningar. Frekvensomformaren kan hantera olika motorstyrningsprinciper, till exempel U/f specialmotordrift, VVCplus och fluxvektormotorstyrning.

FC 302 kan hantera såväl synkrona permanentmagnetmotorer (borstlösa servomotorer) som normala burlindade asynkronmotorer.

Kortslutning i FC 302 beror på de 3 strömomvandlarna i motorfasen och omättat skydd med återkoppling från bromsen.

Bild 3.5 Styrprincip FC 302

MG33BF07

Danfoss A/S © Rev. 2014-04-04 Med ensamrätt.

19

Grundläggande driftprincipe...	Design Guide

3.6.3 Styrstruktur i VVCplus

3 3

Bild 3.6 Styrstruktur i VVCplus-konfigurationer med och utan återkoppling

I Aktiva/inaktiva parametrar i olika styrningslägen för frekvensomformare i Programmeringshandboken finns en översikt över tillgänglig styrningskonfiguration, beroende på inställningen av växelströmsmotor eller PM-motor (ej särpräglad). I den konfiguration som visas i Bild 3.6, är 1-01 Motorstyrningsprincip satt till [1] VVCplus och 1-00 Konfigurationsläge är satt till [0] Varvtal utan återkoppling. Resulterande referens från referenshanteringssystemet tas emot och matas genom rampoch varvtalsgränsen innan den skickas till motorstyrningen. Utgående värde från motorstyrningen begränsas sedan av den maximala frekvensgränsen.

Om 1-00 Konfigurationsläge har satts till [1] Varvtal med återkoppling kommer den resulterande referensen att skickas från rampoch varvtalsgränsen till en varvtal PID-styrning. Varvtal PID-styrningsparametrar finns i parametergruppen 7-0* Varvtal PID-styrning. Resulterande referens från varvtal PID-styrningen skickas till motorstyrningen och begränsas av frekvensgränsen.

Välj [3] Process i 1-00 Konfigurationsläge för att använda process-PID-styrningen för styrning med återkoppling, t.ex. av varvtal eller tryck i den styrda tillämpningen. Process-PID-parametrarna finns i parametergrupp 7-2* Processtyrning. Återkoppling och

7-3* Process-PID regl.

20

Danfoss A/S © Rev. 2014-04-04 Med ensamrätt.

MG33BF07

Grundläggande driftprincipe...	Design Guide

3.6.4 Styrstruktur i Flux utan återkoppling (endast FC 302)

3 3

Bild 3.7 Styrstruktur i konfigurationerna Flux utan återkoppling och med återkoppling.

I Aktiva/inaktiva parametrar i olika styrningslägen för frekvensomformare i Programmeringshandboken finns en översikt över tillgänglig styrningskonfiguration, beroende på inställningen av växelströmsmotor eller PM-motor (ej särpräglad). I den visade konfigurationen har 1-01 Motorstyrningsprincip satts till [2] Flux utan återkoppling och 1-00 Konfigurationsläge till [0] Varvtal utan återkoppling. Resulterande referens från referenshanteringssystemet matas genom rampoch varvtalsgränsen i enlighet med angivna parameterinställningar.

En beräknad varvtalsåterkoppling genereras och skickas till varvtals-PID för styrning av den utgående frekvensen. Varvtals-PID måste ställas in med parametrarna P, I, och D (parametergrupp 7-0* Varvtal, PID-reg).

Välj [3] Process i 1-00 Konfigurationsläge för att använda process-PID-styrning för styrning med återkoppling, t.ex. av varvtal eller tryck i den styrda tillämpningen. Process-PID-parametrarna finns i parametergruppen 7-2* Processregl. Återkoppling och

7-3* Process-PID regl.

MG33BF07

Danfoss A/S © Rev. 2014-04-04 Med ensamrätt.

21

Grundläggande driftprincipe...	Design Guide

3.6.5 Styrstruktur i Flux med motoråterkoppling (endast FC 302)

3 3

Bild 3.8 Styrstruktur i konfigurationen Flux med motoråterkoppling (endast tillgänglig i FC 302):

I Aktiva/inaktiva parametrar i olika styrningslägen för frekvensomformare i Programmeringshandboken finns en översikt över tillgänglig styrningskonfiguration, beroende på inställningen av växelströmsmotor eller PM-motor (ej särpräglad). I den visade konfigurationen har 1-01 Motorstyrningsprincip angetts till [3] Flux med motoråterk. och 1-00 Konfigurationsläge till [1] Varvtal med återkoppling.

Motorstyrningen i den här konfigurationen använder en återkopplingssignal från en pulsgivare eller resolver monterad direkt på motorn (som ställs in i 1-02 Flux motoråterkopplingskälla).

Välj [1] Varvtal med återkoppling i 1-00 Konfigurationsläge för att använda den resulterande referensen som insignal till varvtal PID-styrningen. Varvtal PID-styrningens parametrar finns i parametergrupp 7-0* varvtal, PID-reg.

Välj [2] Moment i 1-00 Konfigurationsläge om du direkt vill använda resulterande referens som momentreferens. Momentstyrningen kan endast väljas i konfigurationen Flux m. motoråterk. (1-01 Motorstyrningsprincip). När detta läge valts använder referensen enheten Nm. Den kräver ingen momentåterkoppling eftersom det verkliga momentet beräknas baserat på aktuell mätning av frekvensomformaren.

Välj [3] Process i 1-00 Konfigurationsläge för att använda process-PID-styrningen för styrning med återkoppling, t.ex. av varvtal eller en processvariabel i den styrda tillämpningen.

22

Danfoss A/S © Rev. 2014-04-04 Med ensamrätt.

MG33BF07

Grundläggande driftprincipe...	Design Guide

3.6.6 PID

3.6.6.1 Varvtal PID-styrning

Varvtal PID-styrningen bibehåller ett konstant motorvarvtal, oberoende av att motorbelastningen varierar.

					3	3
1-00 Konfigurationsläge	1-01 Motorstyrningsprincip
	U/f	VVCplus	Flux utan återkoppling	Flux m. motoråterk.
[0] Varvtal utan återkoppling	AKTIV	AKTIV	AKTIV	Saknas
[1] Varvtal med återk.	Saknas	Inte aktiv	Saknas	AKTIV
[2] Moment	Saknas	Saknas	Saknas	Inte aktiv
[3] Process	Inte aktiv	Inte aktiv	Inte aktiv	Saknas
[4] Mom u återkoppl.	Saknas	Inte aktiv	Saknas	Saknas
[5] Fädning	Inte aktiv	Inte aktiv	Inte aktiv	Inte aktiv
[6] Yt-winder	Inte aktiv	Inte aktiv	Inte aktiv	Saknas
[7] Utökad PID-vrvtl OL	Inte aktiv	Inte aktiv	Inte aktiv	Saknas
[8] Utökad PID-vrvtl CL	Saknas	Inte aktiv	Saknas	Inte aktiv

Tabell 3.1 Styrkonfigurationer med aktiv varvtalsreglering

"Saknas" innebär att det aktuella läget inte är tillgängligt alls. "Inte aktiv" innebär att det aktuella läget är tillgängligt, men att varvtalsreglering inte är aktiv i detta läge.

OBS!

Varvtalsreglerings-PID fungerar med standardparameterinställningarna, men justering av parametrarna rekommenderas för optimering av motorstyrningens prestanda. De två Flux-motorstyrningsprinciperna är särskilt beroende av korrekt finjustering för att kunna ge bästa möjliga resultat.

MG33BF07

Danfoss A/S © Rev. 2014-04-04 Med ensamrätt.

23

Grundläggande driftprincipe...	Design Guide

Tabell 3.2 sammanfattar de egenskaper som kan anges för varvtalsreglering. I VLT® AutomationDrive FC 301/FC 302 Programmeringshandboken finns information om programmering.

				Parameter	Funktionsbeskrivning
				7-00 Varvtal PID-återkopplingskälla	Välj vilken ingång som varvtals-PID ska hämta sin återkoppling från.
3		3		7-02 Varvtal, prop. PID-förstärkning	Ju högre värde, desto snabbare styrning. Ett för högt värde kan dock leda till
					svängningar.
				7-03 Varvtal, PID-integraltid	Eliminerar varvtalsfel i steady state. Ett lägre värde innebär snabb reaktion. Ett för lågt
					värde kan dock leda till svängningar.
				7-04 Varvtal, PID-derivatatid	Ger en förstärkning i proportion till återkopplingens förändringsfrekvens. En inställning
					på noll inaktiverar differentiatorn.
					Om förändringar i referens eller återkoppling sker snabbt i en tillämpning (vilket innebär
					att felet förändras snabbt) blir differentiatorn snart alltför dominerande. Detta beror på
				7-05 Varvtal, PID-diff.förstärkn.gräns	att den reagerar på förändringar i felet. Ju snabbare felet förändras, desto starkare blir
					differentiatorförstärkningen. Differentiatorförstärkningen kan således begränsas till att
					tillåta inställning av lämplig derivatatid för långsamma förändringar och en lämplig
					snabb förstärkning för snabba förändringar.
					Ett lågpassfilter som dämpar svängningar hos återkopplingssignalen och förbättrar
					prestanda i steady state. Men för lång filtertid försämrar dynamiska prestanda för varvtal
					PID-styrningen.
					Praktiska inställningar av parameter 7-06 tagna från antalet pulser per varv från
				7-06 Varvtal, PID-lågpassfiltertid	pulsgivaren (PPR):
					Pulsgivare PPR	7-06 Varvtal, PID-lågpassfiltertid
					512	10 ms
					1024	5 ms
					2048	2 ms
					4096	1 ms
				7-07 Varvtalsåterkoppling utväxling	Frekvensomformaren multiplicerar varvtalsåterkopplingen med detta förhållande.
				7-08 Varvtal, PID-frammatningsfaktor	Referenssignalen förbikopplar varvtalsregleringen med det angivna värdet. Detta filter
					ökar de dynamiska prestanda för varvtalsregleringsslingan.
				7-09 Speed PID Error Correction w/ Ramp	Varvtalsfelet mellan ramp och faktiskt varvtal mäts mot inställningen i denna parameter.
					Om varvtalsfelet överskrider denna parameterinställning kommer varvtalsfelet att
					korrigeras via rampning på ett kontrollerat sätt.

Tabell 3.2 Relevanta parametrar för varvtalsreglering

24

Danfoss A/S © Rev. 2014-04-04 Med ensamrätt.

MG33BF07

Grundläggande driftprincipe...	Design Guide

Programmera i angiven ordningsföljd (se förklaringar till inställningarna i Programmeringshandboken)

I Tabell 3.3 förutsätts det att alla andra parametrar och brytare behåller sina fabriksinställningar.

	Funktion	Parameter	Inställning
	1) Kontrollera att motorn går korrekt. Gör följande:
	Ange motorparametrarna med hjälp av märkskyltsdata	1-2*	Enligt uppgifterna på motorns märkskylt		3		3
	Utför automatisk motoranpassning	1-29 Automatisk	[1] Aktivera fullständig AMA
		motoranpassning (AMA)
	2) Kontrollera att motorn går och att pulsgivaren är rätt ansluten. Gör följande:
	Tryck på [Hand On] på LCP. Kontrollera att motorn körs		Ange en positiv referens.
	och observera i vilken riktning den roterar (hädanefter
	benämnd "positiv riktning").
	Gå till 16-20 Motorvinkel. Vrid motorn långsamt i positiv	16-20 Motorvinkel	Saknas (skrivskyddad parameter) Obs: Ett ökande
	riktning. Den måste vridas så långsamt (endast ett fåtal		värde spiller över vid 65535 och börjar på nytt vid 0.
	varv/minut) att det går att avgöra om värdet i
	16-20 Motorvinkel ökar eller minskar.
	Om 16-20 Motorvinkel minskar ska du ändra pulsgivarens	5-71 Plint 32/33, pulsgi-	[1] Moturs (om 16-20 Motorvinkel minskar)
	rotationsriktning i 5-71 Plint 32/33, pulsgivarriktning.	varriktning
	3) Kontrollera att gränserna för frekvensomformaren ligger inom säkerhetsintervallet
	Ange acceptabla gränser för referenserna.	3-02 Minimireferens	0 varv/minut (standard)
		3-03 Maximireferens	1 500 varv/minut, varv per minut (standard)
	Kontrollera att rampinställningarna ligger inom frekven-	3-41 Ramp 1,	fabriksinställning
	somformarens kapacitet och tillåtna driftspecifikationer	uppramptid	fabriksinställning
	för tillämpningen.	3-42 Ramp 1,
		nedramptid
	Ange acceptabla gränser för motorvarvtal och frekvens.	4-11 Motorvarvtal, nedre	0 varv/minut (standard)
		gräns [rpm]	1 500 varv/minut
		4-13 Motorvarvtal, övre	60 Hz (standard 132 Hz)
		gräns [rpm]
		4-19 Max. utfrekvens
	4) Konfigurera varvtalsregleringen och välj motorstyrningsprincipen
	Aktivering av varvtalsreglering	1-00 Konfigurationsläge	[1] Varvtal med återk.
	Val av motorstyrningsprincip	1-01 Motorstyrnings-	[3] Flux m. motoråterk.
		princip
	5) Konfigurera och skala referensen för varvtalsregleringen
	Ange Analog ingång 53 som referenskälla	3-15 Referensresurs 1	Behövs ej (standard)
	Skala analog ingång 53 0 varv/minut (0 V) till 1 500 varv/	6-1*	Behövs ej (standard)
	minut (10 V)
	6) Konfigurera 24 V HTL-pulsgivarsignalen som återkoppling för motorstyrning och varvtalsreglering
	Ställ in de digitala ingångarna 32 och 33 som HTL-	5-14 Plint 32, digital	[0] Ingen funktion (standard)
	pulsgivaringångar	ingång
		5-15 Plint 33, digital
		ingång
	Välj plint 32/33 som motoråterkoppling	1-02 Flux motoråter-	Behövs ej (standard)
		kopplingskälla
	Välj plint 32/33 som varvtals-PID-återkoppling	7-00 Varvtal PID-	Behövs ej (standard)
		återkopplingskälla
	7) Finjustera PID-parametrarna för varvtalsreglering
	Använd riktlinjerna för finjustering när de behövs, eller	7-0*	Se riktlinjerna
	gör justeringen manuellt
	8) Spara om du vill slutföra
	Spara parameterinställningen i LCP för senare bruk	0-50 LCP-kopiering	[1] Alla till LCP

Tabell 3.3 Programmeringsordning

MG33BF07

Danfoss A/S © Rev. 2014-04-04 Med ensamrätt.

25

Grundläggande driftprincipe...	Design Guide

3.6.6.2 Finjustering av PID-varvtalsreglering

Följande riktlinjer för finjustering är relevanta när en av Flux-motorstyrningsprinciperna används för tillämpningar där belastningen huvudsakligen är trög (lite friktion).

3	3		Värdet för		30-83 Varvtal, prop. PID-förstärkning är beroende
			av den kombinerade trögheten hos motor och belastning,
			och den valda bandbredden kan beräknas med följande
			formel:
		Par.. 7ì 02 =				Total tröghet kgm2 x par . 1ì 25	x Bandbredd rad / s
						Par.. 1ì 20 x 9550
			OBS!

1-20 Motoreffekt [kW] är motoreffekten i [kW] (dvs. ange "4" kW i stället för "4 000" W i formeln).

20 rad/s är ett praktiskt värde för bandbredden. Kontrollera resultatet från beräkningen av 7-02 Varvtal, prop. PIDförstärkning i med följande formel (behövs inte om du använder återkoppling med hög upplösning, till exempel SinCos):

	Par.. 7ì 02MAX =	0.01 x 4 x Pulsgivare Upplösning x Par.. 7ì 06	x
		2 x π

Max. moment rippel %

Det rekommenderade startvärdet för 7-06 Varvtal, PIDlågpassfiltertid är 5 ms (lägre pulsgivarupplösning kräver ett högre filtervärde). Vanligen är en maximal momentrippel på 3 % godtagbar. För inkrementella pulsgivare hittas pulsgivarupplösningen i antingen

5-70 Plint 32/33 pulser per varv (24 V HTL på frekvensomformare av standardtyp) eller 17-11 Upplösning (PPR) (5 V TTL för pulsgivartillvalet MCB 102).

I allmänhet avgörs den praktiska maximigränsen för

7-02 Varvtal, prop. PID-förstärkning av pulsgivarupplösningen och filtertiden för återkopplingen, men även andra faktorer hos tillämpningen kan begränsa 7-02 Varvtal, prop. PID-förstärkning till ett lägre värde.

För att minimera toppspänningen kan 7-03 Varvtal, PIDintegraltid ställas in på ca 2,5 sekunder (varierar beroende på tillämpning).

Ange 7-04 Varvtal, PID-derivatatid till 0 tills allt annat har finjusterats. Vid behov avslutar du finjusteringen genom att experimentera med små stegvisa förändringar av den här inställningen.

26

Danfoss A/S © Rev. 2014-04-04 Med ensamrätt.

MG33BF07

Grundläggande driftprincipe...	Design Guide

3.6.6.3 Process-PID-styrning

Använd process-PID-styrningen för att styra tillämpningsparametrar som kan mätas med en givare (t.ex. tryck, temperatur, flöde) och påverkas av den anslutna motorn via en pump, fläkt eller annat.

Tabell 3.4 visar de styrkonfigurationer där processreglering är möjlig. När en motorstyrningsprincip av typen fluxvektor

används måste du också tänka på att justera PID-parametrarna för varvtalsreglering. Information om var varvtalsregleringen 3 3

är aktiv finns i kapitel 3.6 Regulatorer.

1-00 Konfigurationsläge	1-01 Motorstyrningsprincip
	U/f	VVCplus	Flux utan återkoppling	Flux m. motoråterk.
[3] Process	Inte aktiv	Process	Process och varvtal	Process och varvtal

Tabell 3.4 Styrkonfigurationer med processreglering

OBS!

Processreglerings-PID fungerar med standardparameterinställningarna, men justering av parametrarna rekommenderas för optimering av applikationsstyrningens prestanda. De två Flux-motorstyrningsprinciperna är speciellt beroende av korrekt finjustering av varvtalsreglerings-PID (innan processreglerings-PID finjusteras) för att kunna ge bästa möjliga resultat.

Bild 3.9 Diagram över Process-PID-styrning

Tabell 3.5sammanfattar egenskaper som kan konfigureras för processregleringen.

Parameter		Funktionsbeskrivning
7-20	Processregl. m. 1 återk.signal	Välj från vilken källa (dvs. analog ingång eller pulsingång) process-PID ska hämta sin
		återkoppling
7-22	Processregl. m. 2 återk.signaler	Tillval: Avgör om (och varifrån) process-PID bör få en ytterligare återkopplingssignal. Om
		en extra återkopplingskälla väljs kommer de två återkopplingssignalerna att adderas innan
		de används för process-PID-styrningen.
7-30	Norm./inv. regl. av process-PID	Under [0] normal drift reagerar processregleringen med en ökning av motorvarvtalet om
		återkopplingen sjunker under referensen. I samma situation, men under [1] inverterad drift,
		kommer processregleringen i stället att reagera med ett minskande motorvarvtal.
7-31	Anti-windup för process-PID	Anti-windup-funktionen säkerställer att integratorn får en förstärkning som motsvarar
		aktuell frekvens när en frekvensgräns eller en momentgräns har uppnåtts. På så sätt
		undviker man integrering med ett fel som ändå inte kan kompenseras med en ändring av
		varvtalet. Du kan inaktivera funktionen genom att [0] Av.

MG33BF07

Danfoss A/S © Rev. 2014-04-04 Med ensamrätt.

27

				Grundläggande driftprincipe...	Design Guide
				Parameter	Funktionsbeskrivning
				7-32 Regulatorstartvärde för process-PID	I en del applikationer kan det ta mycket lång tid att nå det nödvändiga varvtalet eller
					börvärdet. I sådana tillämpningar kan det vara en fördel att fastställa ett bestämt
					motorvarvtal från frekvensomformaren innan processregleringen aktiveras. Detta görs
					genom att ange ett process-PID-startvärde (varvtal) i 7-32 Regulatorstartvärde för process-
3		3			PID.
				7-33 Prop. först. för process-PID	Ju högre värde, desto snabbare styrning. Ett för högt värde kan dock leda till svängningar.
				7-34 I-tid för process-PID	Eliminerar varvtalsfel i steady state. Ett lägre värde innebär snabb reaktion. Ett för lågt
					värde kan dock leda till svängningar.
				7-35 D-tid för process-PID	Ger en förstärkning i proportion till återkopplingens förändringsfrekvens. En inställning på
					noll inaktiverar differentiatorn.
				7-36 Process-PID först.gräns för diff.	Om förändringar i referens eller återkoppling sker snabbt i en tillämpning (vilket innebär
					att felet förändras snabbt) blir differentiatorn snart alltför dominerande. Detta beror på att
					den reagerar på förändringar i felet. Ju snabbare felet förändras, desto starkare blir
					differentiatorförstärkningen. Differentiatorförstärkningen kan således begränsas till att
					tillåta inställning av lämplig derivatatid för långsamma förändringar.
				7-38 Feed forward faktor för process-PID	I tillämpningar där det finns en god (och ungefärligen linjär) korrelation mellan processre-
					ferensen och motorvarvtalet som krävs för att erhålla referensen, kan frammatningsfaktorn
					användas för att uppnå bättre dynamiska prestanda hos process-PID-styrningen.
				5-54 Pulsfilter, tidskonstant nr 29 (Puls-plint	Ett lågpassfilter kan dämpa svängningar i strömmens/spänningens återkopplingssignal.
				29),	Denna tidskonstant är ett uttryck för varvtalsgränsen för de ripplar som uppträder på
				5-59 Pulsfilter, tidskonstant nr 33 (Puls-plint	återkopplingssignalen.
				33),	Exempel: Om lågpassfiltret har ställts in på 0,1 sekunder, blir gränshastigheten 10 rad/s
				6-16 Plint 53, tidskonstant för filter (Analog	(motsvarande 0,1 s), vilket motsvarar (10/(2 x π)) = 1,6 Hz. Detta innebär att alla strömmar/
				plint 53),	spänningar som varierar med en frekvens överstigande 1,6 Hz dämpas av filtret. Styrning
				6-26 Plint 54, tidskonstant för filter (Analog	utförs enbart på en återkopplingssignal som varierar med en frekvens (ett varvtal) på
				plint 54)	under 1,6 Hz.
				6-36 Plint X30/11, tidskonstant för filter	Lågpassfiltret förbättrar prestanda i steady state, men om en för lång filtertid väljs kommer
				6-46 Plint X30/12, tidskonstant för filter	dynamiska prestanda för process-PID-styrning att försämras.
				35-46 Term. X48/2 Filter Time Constant

Tabell 3.5 Relevanta parametrar för processreglering

3.6.6.4 Avancerad PID-reglering

I VLT® AutomationDrive FC 301/FC 302 Programmeringshandboken finns information om avancerade PID-regleringsparametrar

3.6.7 Intern strömreglering i VVCplus-läge

När motorströmmen/momentet överstiger momentgränserna som är programmerade i 4-16 Momentgräns, motordrift, 4-17 Momentgräns, generatordrift och 4-18 Strömbegränsning aktiveras den inbyggda strömbegränsningsstyrningen. När frekvensomformaren körs på strömgränsen med motordrift eller återkopplingsdrift, försöker den att så snabbt som möjligt komma under de programmerade momentgränserna utan att förlora kontrollen över motorn.

28

Danfoss A/S © Rev. 2014-04-04 Med ensamrätt.

MG33BF07